JPH09297050A - 液量測定装置 - Google Patents
液量測定装置Info
- Publication number
- JPH09297050A JPH09297050A JP8111482A JP11148296A JPH09297050A JP H09297050 A JPH09297050 A JP H09297050A JP 8111482 A JP8111482 A JP 8111482A JP 11148296 A JP11148296 A JP 11148296A JP H09297050 A JPH09297050 A JP H09297050A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- liquid
- vibration
- amount
- resonant frequency
- Prior art date
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- Withdrawn
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】タンクが傾いた状態に有っても、補正を必要と
せずにタンク内に貯蔵されている液体の水量を求める。 【解決手段】タンク１の外部に密接して、液体２に全て
の周波数成分を平等な強さで含む白色ノイズ振動を与え
る加振装置部３が設置されている。また、球型タンク１
の外部に密接し、振動を測定する振動測定部４が設置さ
れている。振動測定部４の測定した時系列振動から、共
振周波数を求める共振周波数検出部５１が設けられてい
る。また、共振周波数と保有水量との関係を記憶するデ
ータ記憶部５２が設置され、保有水量同定部５３によっ
て、データ記憶部５２に記憶されている関係と検出され
た共振周波数から保有水量が求められる。そして、その
結果は、表示部６によって外部に示される。
せずにタンク内に貯蔵されている液体の水量を求める。 【解決手段】タンク１の外部に密接して、液体２に全て
の周波数成分を平等な強さで含む白色ノイズ振動を与え
る加振装置部３が設置されている。また、球型タンク１
の外部に密接し、振動を測定する振動測定部４が設置さ
れている。振動測定部４の測定した時系列振動から、共
振周波数を求める共振周波数検出部５１が設けられてい
る。また、共振周波数と保有水量との関係を記憶するデ
ータ記憶部５２が設置され、保有水量同定部５３によっ
て、データ記憶部５２に記憶されている関係と検出され
た共振周波数から保有水量が求められる。そして、その
結果は、表示部６によって外部に示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンク内に貯蔵さ
れている液体の保有量を求める液量測定装置に関する。
れている液体の保有量を求める液量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、タンク内に貯蔵されている液体の
保有量を測定する液量測定装置では、先ずタンク内の液
位を測定し、測定した液位とタンク容量曲線に基づいて
保有量を求めている。
保有量を測定する液量測定装置では、先ずタンク内の液
位を測定し、測定した液位とタンク容量曲線に基づいて
保有量を求めている。
【０００３】タンク内に貯蔵されている液体の液位を測
定する液位計としては、種々の方式が存在する。例え
ば、タンク上部及び下部に圧力計を設置し、二つの圧力
計の差圧から水位を求めるもの、タンク内部に備え付け
た超音波発振器から超音波を発生させ、その反射波から
液位を求める超音波方式などがある。
定する液位計としては、種々の方式が存在する。例え
ば、タンク上部及び下部に圧力計を設置し、二つの圧力
計の差圧から水位を求めるもの、タンク内部に備え付け
た超音波発振器から超音波を発生させ、その反射波から
液位を求める超音波方式などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の液量測定装置で
は、タンクは不動で、且つタンク内の液体が静水状態で
あることを前提としている。しかし、船舶、潜水艇また
は洋上浮遊型プラント等に設置されているタンクは、重
力方向から傾く場合が有るため、従来の液位計だけで
は、正確な液位を求めることができなかった。そのた
め、船舶等に搭載され、傾いた状態にあるタンクの液位
を求めるには、傾斜計を設置し、傾斜による液位の補正
を行わなければならないという問題があった。本発明の
目的は、タンクが傾いた状態にあっても補正を行なわず
に、タンク内の液量を測定することができる液量測定装
置を提供することにある。
は、タンクは不動で、且つタンク内の液体が静水状態で
あることを前提としている。しかし、船舶、潜水艇また
は洋上浮遊型プラント等に設置されているタンクは、重
力方向から傾く場合が有るため、従来の液位計だけで
は、正確な液位を求めることができなかった。そのた
め、船舶等に搭載され、傾いた状態にあるタンクの液位
を求めるには、傾斜計を設置し、傾斜による液位の補正
を行わなければならないという問題があった。本発明の
目的は、タンクが傾いた状態にあっても補正を行なわず
に、タンク内の液量を測定することができる液量測定装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の液量測定装置は
以下のように構成されている。 （１） タンク内に貯蔵されている液体に振動を与える
加振手段と、前記液体の固有振動数を測定する測定手段
と、測定された固有振動数から前記タンク内の液体の保
有量を求める保有量同定手段と、求められた結果を表示
する表示手段とを具備してなることを特徴とする。 （２） 前記加振手段の与える振動が白色ノイズ振動で
ある。 （３） 前記タンクが球型である。 （４） タンクに振動を与えることによって、内部の液
体に振動を与える。そして、球型タンクの振動を測定
し、測定された振動をＦＦＴ解析することによって、球
型タンク内部の液体の固有振動を求める。 （５） 固有振動数と液量との関係式を記憶しておく、
またはこれらの関係をテーブル化しておく。
以下のように構成されている。 （１） タンク内に貯蔵されている液体に振動を与える
加振手段と、前記液体の固有振動数を測定する測定手段
と、測定された固有振動数から前記タンク内の液体の保
有量を求める保有量同定手段と、求められた結果を表示
する表示手段とを具備してなることを特徴とする。 （２） 前記加振手段の与える振動が白色ノイズ振動で
ある。 （３） 前記タンクが球型である。 （４） タンクに振動を与えることによって、内部の液
体に振動を与える。そして、球型タンクの振動を測定
し、測定された振動をＦＦＴ解析することによって、球
型タンク内部の液体の固有振動を求める。 （５） 固有振動数と液量との関係式を記憶しておく、
またはこれらの関係をテーブル化しておく。
【０００６】上記構成により、本発明の液量測定装置は
次の作用を有する。白色ノイズ振動をタンクに加えて、
内部の液体を共振させる。その際、液体の共振周波数
は、その時点の液量（液位）での固有振動数となる。そ
して、図２の（ａ）に示す半径Ｒの球型タンク１内の液
体２の液位Ｈとその固有振動数ｆの関係は以下の式で表
すことができる。
次の作用を有する。白色ノイズ振動をタンクに加えて、
内部の液体を共振させる。その際、液体の共振周波数
は、その時点の液量（液位）での固有振動数となる。そ
して、図２の（ａ）に示す半径Ｒの球型タンク１内の液
体２の液位Ｈとその固有振動数ｆの関係は以下の式で表
すことができる。
【０００７】 ｆ＝（λ(H/R) 1/2 ／２π）・（ｇ／Ｒ）1/2 ここで、ｇは重力加速度、λ(H/R) はＨ／Ｒを変数とす
る関数である。ここで、λ(H/R) のグラフを図２の
（ｂ）に示す（Formulas for natural frequency and m
ode shape :R. D. Blevins著（1979））。
る関数である。ここで、λ(H/R) のグラフを図２の
（ｂ）に示す（Formulas for natural frequency and m
ode shape :R. D. Blevins著（1979））。
【０００８】従って、上式より、タンク１内の液体の固
有振動数ｆから液位Ｈを求めることができる。そして、
液位Ｈと球型タンクの半径Ｒとからタンク内の保有液量
を計算することができる。
有振動数ｆから液位Ｈを求めることができる。そして、
液位Ｈと球型タンクの半径Ｒとからタンク内の保有液量
を計算することができる。
【０００９】測定時、タンクが傾斜していても、球型タ
ンクの場合、内容物の固有振動数は傾斜に影響されな
い。従って、タンクが傾斜していても、球型タンク内の
保有液量を測定することができる。
ンクの場合、内容物の固有振動数は傾斜に影響されな
い。従って、タンクが傾斜していても、球型タンク内の
保有液量を測定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
わる水量測定装置の概念を示すブロック図である。球型
タンク１内には、液体２が貯蔵されている。タンク１の
外部に接して、全ての周波数成分を平等な強さで含む白
色ノイズ振動を与える加振装置部（加振手段）３が設置
されている。また、球型タンク１の外部に接し、振動を
測定する振動測定部４が設置されている。振動測定部４
の振動測定方法としては、超音波方式、導線方式等があ
るが、振動を測定するもので有れば任意の方法でよい。
そして、測定された時系列周波数から、球型タンク１内
の保有水量を求める計算部５が設けられている。そし
て、その結果は、表示部（表示手段）６によって外部に
示される。
わる水量測定装置の概念を示すブロック図である。球型
タンク１内には、液体２が貯蔵されている。タンク１の
外部に接して、全ての周波数成分を平等な強さで含む白
色ノイズ振動を与える加振装置部（加振手段）３が設置
されている。また、球型タンク１の外部に接し、振動を
測定する振動測定部４が設置されている。振動測定部４
の振動測定方法としては、超音波方式、導線方式等があ
るが、振動を測定するもので有れば任意の方法でよい。
そして、測定された時系列周波数から、球型タンク１内
の保有水量を求める計算部５が設けられている。そし
て、その結果は、表示部（表示手段）６によって外部に
示される。
【００１１】計算部５は、共振周波数検出部５１、デー
タ記憶部５２、保有水量同定部５３とからなる。共振周
波数検出部５１では、振動測定部４の測定した時系列振
動から、液体の共振周波数（固有振動数）が求められ
る。データ記憶部５２には、共振周波数と保有水量との
関係が記憶されている。そして、保有水量同定部５３で
は、共振周波数検出部５１で求められた共振周波数を入
力し、データ記憶部５２の水量情報を参照して保有水量
が求められるようになっている。
タ記憶部５２、保有水量同定部５３とからなる。共振周
波数検出部５１では、振動測定部４の測定した時系列振
動から、液体の共振周波数（固有振動数）が求められ
る。データ記憶部５２には、共振周波数と保有水量との
関係が記憶されている。そして、保有水量同定部５３で
は、共振周波数検出部５１で求められた共振周波数を入
力し、データ記憶部５２の水量情報を参照して保有水量
が求められるようになっている。
【００１２】ここで、振動測定部４と共振周波数検出部
５１とが「特許請求の範囲」中の測定手段で、データ記
憶部５２と保有水量同定部５３とが「特許請求の範囲」
中の液量同定手段にあたる。
５１とが「特許請求の範囲」中の測定手段で、データ記
憶部５２と保有水量同定部５３とが「特許請求の範囲」
中の液量同定手段にあたる。
【００１３】次に、装置の動作について説明する。加振
装置部３によって、球型タンク１に白色ノイズ振動が与
えられる。白色ノイズ振動を与えられたことによって、
タンク１内部の液体２は共振を起こす。タンク１の振動
は振動測定器４によって測定され、その時系列周波数信
号は共振周波数検出部５１に伝達される。
装置部３によって、球型タンク１に白色ノイズ振動が与
えられる。白色ノイズ振動を与えられたことによって、
タンク１内部の液体２は共振を起こす。タンク１の振動
は振動測定器４によって測定され、その時系列周波数信
号は共振周波数検出部５１に伝達される。
【００１４】そして、共振周波数検出部５１は測定され
た時系列周波数と周波数信号とを高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）によって解析し、液体２の共振周波数を求める。
この時、タンク１がどのような状態にあっても、内部の
液体２の共振周波数は変動することがない。そして、保
有水量同定部５３は、データ記憶部５２に記憶されてい
る関係と求められた共振周波数とから保有水量を求め
る。そして、その結果を表示部６に表示する。
た時系列周波数と周波数信号とを高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）によって解析し、液体２の共振周波数を求める。
この時、タンク１がどのような状態にあっても、内部の
液体２の共振周波数は変動することがない。そして、保
有水量同定部５３は、データ記憶部５２に記憶されてい
る関係と求められた共振周波数とから保有水量を求め
る。そして、その結果を表示部６に表示する。
【００１５】本実施形態の水位測定装置は、球型タンク
１内の液体の固有振動数は、傾きに影響されないことを
利用することによって、傾いた状態にあっても保有水量
を求めることができる。
１内の液体の固有振動数は、傾きに影響されないことを
利用することによって、傾いた状態にあっても保有水量
を求めることができる。
【００１６】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。例えば、タンク内の液体は、水に限らず、任意
の液体でよい。また、保有水量の代わりに、タンク内の
液体の水位を求めても良い。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能であ
る。
はない。例えば、タンク内の液体は、水に限らず、任意
の液体でよい。また、保有水量の代わりに、タンク内の
液体の水位を求めても良い。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能であ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明の液量測定装置は、タンクを含む
設備全体が傾いたとしても、タンクの保有液量に依存し
た固有振動数を検出しているため、傾斜計を必要とせず
に保有する液量を求めることができる。
設備全体が傾いたとしても、タンクの保有液量に依存し
た固有振動数を検出しているため、傾斜計を必要とせず
に保有する液量を求めることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係わる水量測定装置の概
念を示すブロック図。
念を示すブロック図。
【図２】球型タンク内の水位と関数との関係を示す図。
１ 球型タンク ２ 液体 ３ 加振装置部 ４ 振動測定部 ５ 計算部 ５１ 共振周波数検出部 ５２ データ記憶部 ５３ 保有水量同定部 ６ 表示部
Claims (1)
- 【請求項１】タンク内に貯蔵されている液体に振動を与
える加振手段と、前記液体の固有振動数を測定する測定
手段と、測定された固有振動数から前記タンク内の液体
の保有量を求める保有量同定手段と、求められた結果を
表示する表示手段とを具備してなることを特徴とする液
量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8111482A JPH09297050A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 液量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8111482A JPH09297050A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 液量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297050A true JPH09297050A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14562385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8111482A Withdrawn JPH09297050A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 液量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09297050A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004216006A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Kinden Corp | 超音波振動感知センサを用いた人の状態判別装置及びこれを利用した人の状態判別方法 |
-
1996
- 1996-05-02 JP JP8111482A patent/JPH09297050A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004216006A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Kinden Corp | 超音波振動感知センサを用いた人の状態判別装置及びこれを利用した人の状態判別方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |